Lathe rigging equpment to working out of different materials is described

Разработана и изготовлена технологическая оснастка для токарной обработки деталей несложной формы из листовых полуфабрикатов (плоских заготовок) и заготовок в виде кольца. Поскольку целесообразное ее использование находится в сфере подготовки образцов для механических испытаний различных материалов, то достоинства оснастки показаны на примере метрологических характеристик объектов для испытаний на растяжение – по нормативу ГОСТ 1497 – 87 – и релаксацию напряжений при изгибе. Последний метод, довольно широко распространенный в машиностроении [1], к сожалению, до сих пор не имеет никакой нормативной базы, кроме устоявшейся десятилетиями кольцевой формы образца, называемого иногда образцом Одинга.

Метрологические характеристики объекта испытаний во многом зависят от точности выполнения размеров и шероховатости обрабатываемой поверхности. В этом плане токарная обработка, для которой предназначена оснастка, имеет преимущества перед фрезерованием, также применяемым в изготовлении и обработки деталей [2].

Рисунок 1- Схема копира:

1 – сегменты; 2 – штифты

Разработанная оснастка для проточки плоских заготовок представляет собой копир, схема которого приведена на рис.1.

Он выполнен из двух одинаковых сегментов 1, соединенных штифтами 2 и устанавливаемых относительно друг друга с зазором для набора (пакета) протачиваемых заготовок. Его размеры определяют, исходя из геометрии образца и высоты Н пакета заготовок. Обозначения других размеров на рис.1: в – толщина заготовки, равная толщине образца; h – ширина рабочей части; l – ее длина; L – расстояние между штифтами.

Число заготовок перед проточкой в копире оценивают по выражению ,

где - допустимое относительное отклонение длины рабочей части образца.

Так, для образца с размерами b=2,0мм, l= 100,0мм при величине δ, равной 0,01, правая часть уравнения примет значение 28мм, левая – 6мм, т.е. число заготовок выбирают между тремя и четырнадцатью. Оптимальным числом для приемлемой жесткости копира будет 9… …11.

Расстояние между штифтами копира находят из формулы:

где γ – допустимое относительное отклонение размера по ширине рабочей части; Е – модуль нормальной упругости материала заготовки; Р – среднее усилие резца при обработке пакета.

Для алюминиевого сплава АМг6 наибольшее значение L при γ = 0,05, h = 5,0мм, Е=71000МПа и Р200Н составит 130мм. Можно взять несколько меньше, но непременно больше величины l.

Основная особенность проточки заготовок в предлагаемом копире состоит в том [3], что пакет набирают из чередующихся заготовок различных материалов, по меньшей мере, двух. Благодаря различию в физико – механических свойствах соприкасающихся, например сплавов или металла и композиционного материала на полимерной основе, достигается лучшая воспроизводимость размеров и формы рабочей части образцов по высоте пакета заготовок и более высокая чистота обработки отдельного образца, чем при проточке заготовок из одного и того же материала. Показатели качества обработки образцов после проточки заготовок в двух вариантах набора приведены в таблице. Величина - характеристика шероховатости обработанной поверхности.

Таблица - Качество проточки в зависимости от варианта набора заготовок

материал	Один и тот же		Чередование трех
материал	Отклонение размера, мм		Отклонение размера, мм
Сплав титана ВТ14		-		-
АМг6		-		-
Стеклотекстолит		-		-

Результаты испытаний образцов сплава АМг6 по ГОСТ 1497 – 84, изготовленных проточкой в копире после различных вариантов набора заготовок, представлены на рис.2. Из него следует, что образцам, изготовленным в разработанной оснастке проточкой набора заготовок из различных материалов, присущ наименьший доверительный интервал и более высокий уровень нижней границы среднего значения предела прочности сплава.

Рисунок 2- значения предела прочности сплава АМг6, полученные на образцах после фрезерования 1 и токарной обработки пакета однородных 2 и чередующихся со сплавом ВТ14 заготовок 3

Относительно кольцевых заготовок.

Токарная оснастка для их проточки состоит из планшайбы с устройством крепления шести заготовок [2]. Сначала протачивают половину рабочей части шести образцов [4], затем заготовки перевертывают и завершают проточку до выполнения конечного размера каждого образца.

В сравнении с фрезерованием, которым до сих пор пользуются при изготовлении образцов равного сечения или равного сопротивления изгибу [1], точение с помощью планшайбы позволяет сократить доверительный интервал среднего значения измеряемых напряжений с (1… …2) до (1… …3)МПа, что также свидетельствует об улучшении метрологических характеристик испытуемого объекта благодаря разработанной оснастке.

Литература

1. Борздыка А.М., Гецов Л.Б. Релаксация напряжений в металлах и сплавах. 2-е изд. М.: Металлургия. 1978. 256с.

2. Колеров О.К., Логвинов А.Н. Образцы для механических испытаний металлов. // Материаловедение. 2000. №4. с.14 – 19.

3. Пат. РФ 2041027. МПК В23В 1/06; В23Q 33/00. 1995. БИ №22.

4. Пат. РФ 1677575. МПК G01N 3/20. 1991. БИ №34.